Übungsblatt Katabolismus I (Zellatmung) 1. Glycolyse: Fülle die

Übungsblatt Katabolismus I (Zellatmung) 1. Glycolyse: Fülle die Wörter in die richtigen Felder ein! Glycerinaldehyd-­‐3-­‐P Energiegewinnungsphase Fructose1,6-­‐bis-­‐P Glucose Dihydroxyaceton-­‐P ATP (4x) NAD Pyruvat Glucose-­‐6-­‐P ADP (4x) Fructose-­‐6-­‐P Energieinvestitionsphase NADH 2. Pyruvat ist das Endprodukt der Glycolyse. Beschreibe die zentrale Rolle dieses Moleküls im Stoffwechsel! 3. Was geschieht mit Pyruvat beim Eintransport in die Mitochondrien? Es wird CO2 abgespalten und es entsteht Essigsäure, die zum Schutz der Zelle und zur Abktivierung an ein Coenzym A angehängt wird. Bei diesem Prozess entsteht außerdem 1 NADH 4. Wo läuft der Citratzyklus ab? Welche Moleküle werden in diesen eingebracht? Welche verlassen ihn? Ort: Mitochondrium Hinein: Acetyl-­‐CoA, GDP, 3NAD+, FAD, Phosphat, 3 H2O; Heraus: 2 CO2, CoA, ATP, GTP, 3NADH/H+, FADH2 5. Lückentext Zellatmung Atmungskette -­‐ aktiviert -­‐ genutzt -­‐ Glycolyse -­‐ ADP – Zellatmung -­‐ FADH – Triosen -­‐ Mitochondrien -­‐ Konzentration -­‐ Energie -­‐ CO2 -­‐ Sauerstoff – 2 ATP -­‐ NADH -­‐ Wasserstoff -­‐ Einzelbausteine – Zellplasma -­‐ H+ -­‐ Bakterien -­‐ ATP-­‐Synthase -­‐ Nettogewinn – Phosphat – 38 -­‐ Acetyl-­‐CoA In vielen aeroben Organismen ist der Abbau von Kohlenhydraten unter Verwendung von _Sauerstoff_ der wichtigste Weg der Energiegewinnung. Dieser Prozess wird „Zellatmung “ genannt und gliedert sich in fünf Teilreaktionen. Zuerst müssen komplexe langkettige Kohlenhydrate in ihre _Einzelbausteine__ abgebaut werden. Diese Spaltprozesse benötigen _Energie_ und nicht jeder Organismus kann alle Polysaccharide spalten (z.B. Zellulose kann nur von __Bakterien_ und manchen Pilzen gespalten werden). Entstehen bei diesem Abbau andere Zucker als die Glucose werden diese zuerst in Traubenzucker umgewandelt bevor dieser in der _Glycolyse__ zum Pyruvat abgebaut werden kann. In diesem zweiten Teil der Zellatmung muss zuerst auch noch Energie investiert werden (_2 ATP_). Die Glucose wird durch Anhängen von Phosphatgruppen „_aktiviert_ “. Nun kommt es zur ersten Spaltung der Hexose in zwei _Triosen__. Das Anhängen einer weiteren _Phosphat_gruppe geschieht ohne Energieverbrauch. Nun können die zwei Phosphatgruppen pro Triose auf _ADP-­‐
Moleküle übertragen werden. Es werden 4 ATP und 2 Moleküle Pyruvat (C3) gebildet. Da für die Aktivierung des Traubenzuckers zwei ATP investiert werden mussten ist der _Nettogewinn_ der Glycolyse nur 2ATP/Glucose. Zusätzlich entstehen auch 2 _NADH_, die in aeroben Organismen in der __Atmungskette__ zur Bildung weiterer ATP-­‐Moleküle genutzt werden können. Anaerobe Organismen müssen NADH auf anderen Wegen wieder in NAD umwandeln, was oft mit einem Verbrauch an ATP gekoppelt ist. Die Glycolyse findet im __Zellplasma__ statt, ihre Produkte müssen deshalb anschließend in die __Mitochondrien__ transportiert werden, wo der Zitratzyklus abläuft. Beim Eintransport von Pyruvat wird dieses gespalten und es entsteht __Acetyl-­‐CoA_ (ein Essigsäuremolekül welches zur Aktivierung an ein Coenzym gebunden ist) und _CO2_. Bei dieser Spaltung wird außerdem ein Molekül NADH gebildet. Im Zitratzyklus wird das Acetyl-­‐CoA langsam zu 2 Molekülen CO2 abgebaut. Dabei entstehen weitere drei NADH, ein _FADH_ und ein ATP. Alle im Laufe des bisherigen Abbaus entstandenen NADH können dann in der Atmungskette __genutzt__ werden um weiteres ATP zu produzieren. Zuerst geben diese den __Wasserstoff__ an Sauerstoff ab und bilden Wasser. Der dabei stattfindende Transport von Elektronen kann genutzt werden um _H+_ Ionen durch die mitochondriale Membran zu pumpen. Die __ATP_Synthase_ (ein Eiweiß) nutzt schlussendlich den Unterschied der H+ _Konzentration_ auf beiden Seiten der Membran um ATP zu bilden. Durch vollständigen Abbau der Glucose bis zum CO2 können so __38 ATP pro Molekül Traubenzucker gewonnen werden.